如图所示,在水平地面上固定一倾角为θ=37°的足够长斜面.质量均为m=0.3kg的两物块A和B置于斜面上,已知物块A与斜面之间无摩擦,物块B与斜面间的动摩擦因数为μ=0.75.开始时用手按住A和B,使A静止在斜面顶端,物块B静止在与A相距l=5.0cm的斜面下方.现同时轻轻松开两手,且同时在物块A上施加一个竖直向下的大小为2N的恒力F,经一段时间后A和B发生正碰.假设在各次碰撞过程中,没有机械能损失,且碰撞时间极短可忽略不计.设在本题中最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)第一次碰撞结束瞬间物块A、B的速度各多大?
(2)从放手开始到即将发生第二次碰撞的这段时间内,恒力F对物块A做了多少功?

(1)放手后,B处于静止状态,A做匀加速运动,设第一次碰前,A的速度为vA1
由动能定理 (F+mg)lsin370=
m1 2 v 2A1
带入数据得vA=1m/s
A、B发生第一次碰撞过程中由动量守恒和机械能守恒有
mvA1=mvA1′+mvB1′
m1 2
=v 2A1
m1 2
+v ′ 2A1 1 2 vm ′ 2B1
带入数据得vA1′=0; VB1′=1m/s
答:第一次碰后A、B的速度分别为vA1′=0;vB1′=1m/s.
(2)第一次碰撞后
对A 由牛顿第二定律(F+mg)sin37°=ma 得a=10m/s2 可知
A做初速度为0加速度为 a=10m/s2匀加速运动
对B受力分析可知B以 1m/s速度做匀速运动
设第二次碰撞前A、B的速度分别为vA2,vB2,其中.由A、B发生第一次碰撞到发生第二次碰撞位移相等有
s2=
t=vB2t vA2 2
得 vA2=2m/s
这一过程的A的位移 s2=vA2 2a
联立得 s2=0.2m
从放手到即将发生第二次碰撞的过程中,力F做功为
WF=F(l+S2)sin37°=0.3J
答:恒力F对物块A做了0.3J的功.